深基坑監測技術的應用

【摘 要】結合廣州某深基坑支護結構及相關因素的監測情況，分析了其水平位移、周圍建筑的沉降、立柱及地下水位的變化情況，并分析研究了基坑監測結果，充分采用了信息化施工，有效地保證了基坑及周圍建構筑物的安全。

【關鍵詞】深基坑；監測；沉降；位移

0. 引言

在當前工程建設中，隨著現代技術的應用及土地資源的緊缺，建筑高度越來越高，基坑工程也隨之向大深方向發展。我國幅員遼闊，地質水文情況千差萬別，而設計所依據的規范亦不可能做到面面俱到，同時工程項目前期的勘察工作也是以點推面的抽樣檢測。這就造成了基坑工程本身的復雜性，設計所假設的工況模型并不能十分準確的具體施工中的實際情況。因此伴隨施工進行進行監測，進而通過監測到的各種變形數據信息，是十分必要的。它為設計和施工單位根據施工地實際及時優化下一步施工提供重要參考。輔以信息化安全施工，將信息及時反饋給有關單位，判斷并及時掌握支護結構及周邊環境安全狀態，指導施工，當出現異常時，及時報警并及時采取必要措施，以確保施工正常進行及人員安全。

1. 工程概況

擬建工程位于廣州市白云國際新機場，某公司管轄區域內，西南工作區域B2-05地塊，總建筑面積：46687.3平方米，地上/地下建筑面積：34830.10/11857.20平方米，建筑規模：地上9層，地下2層。開挖深度：11.7米，用地總面積：11135.88平方米，建筑基地面積：4694平方米，建筑高度：29.90米。設計標高+0.000相當于絕對標高17.2米，建筑結構：現澆鋼筋混凝土框架剪力墻。

本工程基坑支護采用上部放坡，地下連續墻加一道鋼筋混凝土內支撐圍護結構，基坑側壁安全等級為一級。周邊采用水泥土攪拌樁擋土止水，支撐梁采用1000mm×800mm砼支撐，支承柱也采用“H”型鋼。

2. 監測內容及測試方法

2.1 鄰近建筑沉降監測，將測點埋設于周邊1～3倍開挖深度范圍內的臨近建筑上，鄰近建筑主要分別在基坑東側，共布7個沉降測點，在開挖前完成測點埋設，并測得基數，沉降采用進口日本索佳SDL1X精密水準儀配專用銦鋼尺測試，二級水準測量精度，基坑開挖期間每天觀測1次，底板施工期間每2天觀測一次，遇下雨、基坑受擾動等增加觀測頻率。

2.2 周邊土體深層水平位移（測斜）監測：周邊土體變形監測（測斜）采用直徑70mm測斜管預埋設于連續墻中，采用預埋法綁扎埋設，共布14個測斜點，測斜管長度與連續墻鋼筋籠長度基本相同，采用美國SINCO生產的測斜儀測試，測斜管與周邊土體同步變形，通過測斜儀器測出土體的變形量，利用信息化處理得到周邊土體某一深度（取值間隔為0.5m）的側向水平位移（基坑內外方向）。 埋設方法如下：

1）在預定的測斜管埋設位置鉆孔，測斜管應根據地質情況，埋設在那些比較容易引起塌方的部位，一般按平行于基坑圍護結構以20～30m的間距布設；根據基坑的開挖總深度，確定測斜管孔深，孔深一般為基坑的深度，即假定基底標高以下某一位置處支護結構后的土體側向位移為零，并以此作為側向位移的基準。

2）將測斜管底部裝上底蓋，逐節組裝，并放大鉆孔內。安裝測斜管時，隨時檢查其內部的一對導槽，使其“十”槽始終與坑壁走向平午或垂直。管內注入清水，沉管到孔底時，即向測斜管與孔壁之間的空隙內由下而上逐段用砂填實，固定測斜管。

3）測斜管固定完畢后，用清水將測斜管內沖洗干凈，將探頭模型放入測斜管內，沿導槽上下滑行一遍，以檢查導槽是否暢通無阻，滾輪是否有滑出導槽的現象。由于測斜儀的探頭十分昂貴，在未確認測斜管導槽暢通時，不允許放入探頭。

4）測量測斜管管口坐標及高程，做出醒目標志，以利保護管口。現場測量前務必按孔位布置圖編制完整的鉆孔列表，以與測量結果對應。

2.3 立柱沉降觀測，所有立柱均布沉降觀測點，共10個，采用徠卡TM30高精度全站儀測量。

2.4 道路地下管線路面沉降觀測，在場地西側、北側及東側靠基坑一側共布設40個沉降觀測點，沉降采用進口日本索佳SDL1X精密水準儀配銦鋼尺測試，二級水準測量精度。

3. 監測成果分析

本次開挖采用機械開挖。沿基坑周邊放坡下挖約2.0m，然后施工支撐梁。待支撐系統完成后，進行基坑開挖。基坑開挖于2014年8月14日開始。12月底，基坑底板也完成，進入地下室2層施工。2015年4月16日開始拆除支撐，進行地下室一層施工，6月1日完成側壁回填，基坑監測工作結束。

3.1 支護結構變形（測斜）：

開挖期間，支護結構測斜測試過程正常。支護結構水平位移—深度曲線特征一般為：變形曲線呈“弓”形，水平位移量自上而下逐漸增大，到基坑底開挖面附近水平位移達最大值，往下又逐漸減小。開挖過程中，在開挖到墊層標高后，1#～5#水平位移為5.95～29.59mm。西區基本封底后，東區基坑開始開挖，東區基坑較小，開挖速度快，支護結構水平位移不大，封底后，7#～9#累計水平位移為11.75～22.24mm。支撐拆除后，頂部位移不大，支撐拆除后2～3天，位移很快趨于穩定。

3.2 鄰近建筑及周邊道路沉降監測。

鄰近建筑沉降觀測點于2014年8月10日布點，并進行首次基數觀測。鄰近建筑主要位于基坑東側。開挖期間，基坑東側3層的明珠大酒店2號樓累計沉降1.25～6.33mm，其南側9層框架結構累計沉降2.76～8.93mm。西側管線沉降累計沉降，3～19.8mm，其中靠基坑越近沉降量越大，綜上所述，本次開挖對南側9層大樓主體及東側3層房影響不大，管線累計沉降亦在設計報警值之內。

3.3 支撐鋼構支撐立柱沉降監測。

開挖過程中，支撐鋼管立柱沉降變化范圍不大，開挖到底后，由于基坑回彈及鋼立柱摩擦力減小，支撐立柱出現一定上浮，墊層施工后及地下室施工期間，立柱上浮量逐漸回落，最后觀測結果，立柱累計沉降2.61～-9.41mm。

3.4 地下水位監測。

由于本次支護設計對周邊的止水措施效果良好，未明顯滲入基坑，因此基坑周邊地下水主要是雜填土層中的上層滯水，地下水位受降雨及周邊地表水補給影響。根據水位觀測結果，周邊W1～W9地下水位埋深13m，開挖期間地下水位變化不大。

開始降水后，每3d觀測1次，地下水位穩定后可減為每周1次。水位監測工作應該貫穿整個基坑開挖和結構施工階段，直至結構后澆帶完成。對于南方多雨季節時出現的地下水位上升，采用加大降水井抽水量，延長抽水時間的辦法降低地下水位，并加大地下水位監測的頻率，確保結構施工的順利進行。

4. 結語

本工程對基坑開挖過程及完成后支護結構的水平位移、周圍建筑的沉降、立柱沉降及地下水位進行了監測，充分采用了信息化施工，根據監測結果分析對施工方案及時加以調整和補充，隨時掌握基坑支護結構及周圍建筑的狀態，對支護結構出現的各種情況及時采取相應的技術措施，有效地保證基坑及周圍建筑的安全。施工期間南方多雨，本基坑經受住了雨季的考驗，保證了結構施工的順利進行及周圍建筑物的安全使用，取得了良好的社會效益和經濟效益。

作者簡介：謝鎮南（1974—），男，廣東廣州人，本科學歷，中級工程師職稱。

畢業院校：東南大學， 現就職于廣東省機場管理集團有限公司工程建設指揮部。